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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zur Berechnung meiner Open Collektor Eingangstufe


Autor: stephan (Gast)
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ich habe eine open collector eingangsstufe wie im bild skizziert. an 
meiner versorgung habe ich einen 62 Ohm MELF Widerstand als Schutz.
Ich möchte nun alle Ströme und Spannungsabfälle dieser Schaltung 
möglichst genau berechnen. grundsätzlich ist die schaltung recht simpel, 
da der transistor nur als schalter wirkt. allerdings steh ich grad auf 
dem schlauch wie ich den spannungsabfall an dem 62 Ohm Widerstand raus 
bekomme, weil diese widerstand eine leichte stromgegenkopplung auf den 
Basiseingang ausübt. durch den widerstand fliesst ja sowohl der basis 
als auch der kollektorstrom. wie muss ich vorgehen wenn ich eine 
möglichst genaue berechnung dieser schaltung durchführen will.
kleine bemerkung: der 62 Ohm widerstand ist an mehreren stellen 
verbunden.

danke!
gruss

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ stephan (Gast)

>Dateianhang: eingang.jpg (225,8 KB, 11 Downloads)

AHHH!!!! Beachte bitte die Bildformate!!!

>meiner versorgung habe ich einen 62 Ohm MELF Widerstand als Schutz.

Damit hast du mehr oder weniger eine Konstantstromquelle gebaut, 
wenn gleich mit komischer Beschaltung.

>dem schlauch wie ich den spannungsabfall an dem 62 Ohm Widerstand raus
>bekomme, weil diese widerstand eine leichte stromgegenkopplung auf den
>Basiseingang ausübt.

a) zu Fuss brechen, aufwändig
b) in Pspice simulieren, einfach
c) Schaltung in eine Standardschaltung ändern, dann zu Fuss rechnen, 
einfach

> durch den widerstand fliesst ja sowohl der basis
>als auch der kollektorstrom. wie muss ich vorgehen wenn ich eine
>möglichst genaue berechnung dieser schaltung durchführen will.

Der Spannungsabfall über den 470 Ohm ist mit ca. 0,7V konstant, macht 
ca.1,5mA. Wenn du nun den Eingang auf Masse legts, kann man das Ganze 
über eine Gleichung berechnen

VCC = I_e*1,5k + 0,7V + (I_e-1,5mA)*Beta*67

Wobei Beta die angenommene Stromverstärkung ist. Wie du siehst hat die 
Gleichung nur eine Unbekannt . . .

I_E = Eingangsstrom

>kleine bemerkung: der 62 Ohm widerstand ist an mehreren stellen
>verbunden.

???

MFG
Falk

Autor: stephan (Gast)
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hallo :)

dieser 62 Ohm Widerstand dient als Schutz für die Versorgung von der 
kompletten Schaltung, dh da ist nicht nur die eingangsstufe 
angeschlossen sondern diverse andere stufen und versorgungspins. 
allerdings gings mir in dem falle nur um die grundsätzliche 
vorgehensweise, deshalb hab ichs aussen vor gelassen.

was wäre denn für dich die standartschaltung dafür ?

die formel stimmt denke ich nicht ganz, die 1,5mA müssen noch 
dazuaddiert werden bei den 62 Ohm. allerdings finde ich es ungeschickt 
mit hFE im sättigungsbetrieb zu rechnen, da der wert sich in 
abhängigkeit vom kollektorstrom beliebig einstellt.

trotzdem danke..
gruss

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ stephan (Gast)

>dieser 62 Ohm Widerstand dient als Schutz für die Versorgung von der
>kompletten Schaltung, dh da ist nicht nur die eingangsstufe

Das macht man so nicht, damit wird dein Spaungsregler wesentlich 
degradiert.

>was wäre denn für dich die standartschaltung dafür ?

Ist im Link angegeben. Hatten wir auch gerade in einem anderen Thread.

Beitrag "PNP und NPN für SPS"

>die formel stimmt denke ich nicht ganz, die 1,5mA müssen noch
>dazuaddiert werden bei den 62 Ohm.

Jain. Das kann man problemlos mit Beta verrechnen.

> allerdings finde ich es ungeschickt
>mit hFE im sättigungsbetrieb zu rechnen, da der wert sich in
>abhängigkeit vom kollektorstrom beliebig einstellt.

Die Gleichung ist nicht die perfekte Lösung, aber sicher sehr brauchbar. 
Ausserdem geht bei einer richtig geschalteten Stromquelle (link) der 
Transistor nicht in die Sättigung.

MFG
Falk

Autor: stephan (Gast)
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Hallo Falk,

jetz versteh ich langsam.. aber ich möchte meinen transistor voll 
durchsteuern, deshalb brauch ich keine stromquelle, sonst hab ich unötig 
spannungsverluste an Uce weil ich schon in den linearen Bereich 
reinkomm.

Dieser 62 Ohm Widerstand könnte niederohmiger ausgelegt werden (zb 47), 
dient aber lediglich als Begrenzer an der Versorgung, da dort noch eine 
Verpolschutzdiode in Serie drinhängt und zweitens über den 
Stützkondensator eine bessere Dämpfung erreicht wird (Surge, EMV etc).
Spannungsregler sind keine angeschlossen, der maximale Strom liegt in 
der größenordnung von 30mA.
Wegen den Verlusten und den wohl erschwerten Möglichkeiten zum 
Durchrechnen ist dieser Widerstand allerdings eher ein Störenfried.

ich denke ich werd meine berechnung weglassen und mich mehr auf die 
simulation stürzen.
Mich würde aber trotzdem interessieren wie ich des zufuß ausrechnen 
müsste, bzw. worauf das mathematisch gesehen hinaus läuft.

gruß
Stephan

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ stephan (Gast)

>Dieser 62 Ohm Widerstand könnte niederohmiger ausgelegt werden (zb 47),
>dient aber lediglich als Begrenzer an der Versorgung, da dort noch eine
>Verpolschutzdiode in Serie drinhängt und zweitens über den
>Stützkondensator eine bessere Dämpfung erreicht wird (Surge, EMV etc).

Halte ich zwar immer noch für unsinnig, aber meinetwegen.

>Mich würde aber trotzdem interessieren wie ich des zufuß ausrechnen
>müsste, bzw. worauf das mathematisch gesehen hinaus läuft.

Steht doch in der angegebenen Formel. Wobei man die 470 Ohm weglassen 
kann, sind nicht sehr sinnvoll und viel zu niederohmig (Schau dir mal 
den Basistrom an).

MFG
Falk

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